[发明专利]一种基于MCU微处理器的无源WiFi散射通信方法与系统

说明书

本发明公开了一种基于MCU微处理器的无源WiFi散射通信方法及系统，采用MCU、射频电子开关器件、天线以及天线阻抗匹配电路来实现。本发明在MCU上实现了WiFi数据帧形成、加扰、差分码变换、扩频、数字虚拟调制这些过程；提出“数字虚拟DBPSK调制方法”，通过编写MCU程序，实现了数字虚拟DBPSK调制；利用MCU的通用串行通信接口，输出速率较高的码片比特/调制序列比特，直接驱动射频电子开关器件切换天线的吸收/反射状态；为了进一步降低MCU主频、进一步降低功耗，提出了“MCU+逻辑电路的调制方法”，使得更多的通用单片机能用于无源WiFi系统设计、开发。

技术领域

本发明涉及领域通信领域，更具体地说，涉及一种基于MCU微处理器的无源WiFi散射通信方法。

背景技术

美国华盛顿大学的Bryce Kellogg在论文《Passive Wi-Fi:Bringing Low Powerto Wi-Fi Transmissions》中提出了无源WiFi散射通信技术，并在FPGA平台上进行了验证，而且设计了无源WiFi的IC集成电路芯片。

一方面，因为FPGA自身的功耗较大，所以基于FPGA平台的无源WiFi散射通信并没有明显的低功耗优势，且其设计、开发的灵活度较差。

另一方面，无源WiFi的IC集成电路芯片虽然功耗很低，仅有几十uW。但IC的生产和制作成本非常高，且流片量产之后无法升级更改功能。

发明内容

针对以上这些问题，本文提出了一种基于MCU微处理器的无源WiFi散射通信方法，采用MCU、射频电子开关器件、天线以及天线阻抗匹配电路来实现，所述无源WiFi散射通信方法包含步骤：

S1、将要发送的wifi数据封装成MPDU，再加入PLCP帧头和PLCP前导码，封装成PPDU；

S2、根据形成的PPDU计算和填充长度信息、PLCP的CRC校验、FCS帧校验信息；

S3、按照IEEE802.11b标准规定的加扰多项式对步骤S2处理后的PPDU进行加扰；

S4、对加扰后的PPDU进行并/串转换以将字节信息转换为比特信息，并进行差分码变换；

S5、按照IEEE802.11b标准规定的扩频序列，将得到的差分比特信息进行扩频，1个差分比特经过扩频之后得到了11个码片比特；

S6、进行步骤S61或者采用步骤S62进行数据的调制与发送；

S61、采用数字虚拟DBPSK调制方法对码片比特信息进行调制，将经过数字虚拟DBPSK调制的序列比特存储在MCU的数据存储空间，最后利用MCU的串行通信接口发送这些比特信息，通过控制射频电子开关器件来切换天线的吸收/反射状态，从而把要发送的数据以散射通信的方式发送出去；

S62、所述射频电子开关器件与所述MCU之间还连接有逻辑电路，MCU串行通信接口直接输出11Mbps的码片比特，作为逻辑电路的第一输入，频率大于11MHz的时钟信号作为逻辑电路的第二输入，将逻辑电路输出作为DBPSK的调制结果，直接用于驱动射频电子开关器件切换天线的吸收/反射状态，从而将要发送的数据以符合IEEE802.11b标准的方式完成散射通信；

其中，步骤S1、S2、S3、S4、S5以及S61位于MCU内。

进一步地，在本发明的基于MCU微处理器的无源WiFi散射通信方法中，在步骤S61中，1个码片比特对应N个调制序列比特，整数N≥2。

进一步地，在本发明的基于MCU微处理器的无源WiFi散射通信方法中，所述逻辑电路为异或门电路。